Bestrahlung durch Sonnenlicht in Mitteleuropa

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

irgendwie habe ich einen Knoten in der Überlegung:

Laut Wiki und anderen Quellen liegt die Bestrahlungsstärke durch Sonnenlicht in Mitteleuropa bei ca. 700W/m^2 (Sommer) und 247W/m^2 (Winter). Daneben gibt es die Info, dass die Strahlungsenergie im Durchschnitt jährlich 1000kWh/m^2 beträgt.
Wenn ich annehme, das ganze Jahr wäre Winter und ich rechne für 365 Tage die Stunden mit 8760h aus, dann bekäme ich 247W/m^2 x 8760h mit dem Ergebnis 2164kWh/m^2, also mehr als das Zweifache der angegebenen Strahlungsenergie von 1000. Der Rechenwert ist noch größer, wenn ich den Sommer berücksichtige.

Was mache ich falsch?

Danke für Hilfen
Gruß
Günther

#2

Hallo!

Wenn ich annehme, das ganze Jahr wäre Winter und ich rechne
für 365 Tage die Stunden mit 8760h aus, dann bekäme ich
247W/m^2 x 8760h mit dem Ergebnis 2164kWh/m^2, also mehr als
das Zweifache der angegebenen Strahlungsenergie von 1000. Der
Rechenwert ist noch größer, wenn ich den Sommer
berücksichtige.

Was mache ich falsch?

Langjährige Studien, die ich zu diesem Thema durchgeführt habe, legen den Schluss nahe, dass die Sonneneinstrahlung starken Schwankungen unterliegt. Insbesondere nachts nimmt sie merklich geringere Werte an.

:wink: Michael

PS: Die Werte, die Du oben angeführt hast, beziehen sich auf die Mittagssonne.

#3

Hallo,

8760h

Bei dir scheint also sie Sonne 24h und 365 Tage im Jahr? Das gibt es bestenfalls auf der Sonnenseite des Monds (nicht mal da, wenn die Erde im Weg ist), aber nicht auf der Erde.

Cu Rene

#4

Hi!

Es wird ja immer doller!

Bei dir scheint also sie Sonne 24h und 365 Tage im Jahr? Das
gibt es bestenfalls auf der Sonnenseite des Monds

Und bei Dir ist anscheinend das ganze Jahr Vollmond?

(Der Mond hat zwar eine Seite, die immer der Erde zugewandt ist, aber keine, die immer der Sonne zugewandt ist)

Michael

#5

Hallo,

über diesen Stil der Antworten bin ich ziemlich befremdet, sowas kenne ich aus diesem Forum eigentlich nicht, besonders nicht von Michael Bauer.

Wenn die Infos aus dem Internet von „im Mittel“ schreiben, gehe ich davon aus, daß es sich um ein Mittel über das ganze Jahr handelt. Nachtzeiten ziehen das Mittel dann eben herunter. Hätte ich hier kein Problem, hätte ich keine Frage gestellt.

Günther

#6

Hallo,

irgendwie habe ich einen Knoten in der Überlegung:
Laut Wiki und anderen Quellen liegt die Bestrahlungsstärke
durch Sonnenlicht in Mitteleuropa bei ca. 700W/m^2 (Sommer)

hier ist schon mal unklar, auf was sich das beziehen soll.

Die Strahlungsleistung auf die Atmosphäre ist ca. 1200W/m²
für Mitteleuropa.
Die max. Strahlungsleistung um die Mittagszeit im Sommer
ist über 900W/m².

und 247W/m^2 (Winter). Daneben gibt es die Info, dass die
Strahlungsenergie im Durchschnitt jährlich 1000kWh/m^2
beträgt.

Kannst du hier mal zusammen rechnen:
http://www.solarserver.de/service-tools/strahlungsda…

Wenn ich annehme, das ganze Jahr wäre Winter und ich rechne
für 365 Tage die Stunden mit 8760h aus, dann bekäme ich
247W/m^2 x 8760h mit dem Ergebnis 2164kWh/m^2, also mehr als
das Zweifache der angegebenen Strahlungsenergie von 1000.
Der Rechenwert ist noch größer, wenn ich den Sommer
berücksichtige.
Was mache ich falsch?

Sehr merkwürdige Rechnung!?

Wie schon angemerkt wurde, ist es wohl etwas unlogisch,
mit 24h Sonnenschein zu rechnen (vor allem wenn man Winter
als Bezug annimmt).

Dazu kommt die Tatsache, dass die einfallende Leistung
pro Flächeneinheit stark vom Einfallswinkel abhängig ist,
weshalb nicht nur zwischen Sommer und Winter ein recht
großer Unterschied ist, sondern auch zwischen Mittag
und Sonnenaufgang/Sonnenuntergang.

Außerdem ist unklar, ob du dich nur auf die Erdoberfläche
beziehst oder auf die Atmosphäre (die Luft über uns
gehört ja schließlich auch zu Mitteleuropa).
Gruß Uwi

#7

Hallo,

Wenn die Infos aus dem Internet von „im Mittel“ schreiben,
gehe ich davon aus, daß es sich um ein Mittel über das ganze
Jahr handelt.

Also in der Wikipedia steht z.B.:

„In Mitteleuropa steht die sommerliche Mittagssonne 60° bis 65° hoch und strahlt bei idealen Wetterbedingungen mit einer Bestrahlungsstärke von etwa 700 Watt/Quadratmeter. Im Winter sind es nur 13° bis 18° und selbst zu Mittag nur etwa 247 Watt/Quadratmeter.“

http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstrahlung

Hier steht ganz klar, dass das Werte sind, die bei idealen Bedingungen zur Mittagszeit erreicht werden. Wenn das irgendwo als über das ganze Jahr gemittelte Werte verkauft wird, dann ist das schlicht falsch und kann auch gar nicht stimmen, weil sonst würde deine Rechnung ja stimmen.

Eine *wirklich* ganz grobe Überschlagsrechnung:
Wenn wir annehmen, dass sich das Jahresmittel der Mittagssonne einfach aus dem Mittel von Sommer- und Winterwerten ergibt, dann haben wir (700+250)/2 Watt = 475 Watt. Wenn wir weiter davon ausgehen, dass sich das Tagesmittel einfach aus der Halbierung der Summe von Mittagsmittel (475 Watt) und Nachtmittel (0 Watt) ergibt, dann haben wir etwa 240 Watt. Wenn wir nun annehmen, dass durch Bewölkung das ganze nochmal um die Hälfte sinkt, dann kommen wir auf einen durchschnittlichen Wert von 120 Watt (über alle Stunden des Jahres). Und das kommt dann auch ungefähr hin, denn dann hast du etwa 1000 kWh pro Jahr.

vg,
d.

#8

Hallo!

über diesen Stil der Antworten bin ich ziemlich befremdet,
sowas kenne ich aus diesem Forum eigentlich nicht, besonders
nicht von Michael Bauer.

Der Stil war überhaupt nicht bös gemeint. Manchmal hat man einfach Tomaten auf den Augen (geht mir nicht anders). Ich wollte darauf mit einem Augenzwinkern reagieren. Wenn es bei Dir anders angekommen ist, dann … Entschuldigung.

Wenn die Infos aus dem Internet von „im Mittel“ schreiben,
gehe ich davon aus, daß es sich um ein Mittel über das ganze
Jahr handelt. Nachtzeiten ziehen das Mittel dann eben
herunter. Hätte ich hier kein Problem, hätte ich keine Frage
gestellt.

Bei Wikipedia steht:

„In Mitteleuropa steht die sommerliche Mittagssonne 60° bis 65° hoch und strahlt bei idealen Wetterbedingungen mit einer Bestrahlungsstärke von etwa 700 Watt/Quadratmeter. Im Winter sind es nur 13° bis 18° und selbst zu Mittag nur etwa 247 Watt/Quadratmeter.“ (Hervorhebungen durch mich)

Das sind exakt die Zahlen, die Du verwendet hast. Von einer Mittelung lese ich dort nichts. Im Gegenteil: In dem Absatz wird dreimal ausdrücklich erwähnt, dass es sich nicht um Mittelwerte sondern um Extremwerte handelt.

Michael

#9

Wenn die Infos aus dem Internet von „im Mittel“ schreiben,
gehe ich davon aus, daß es sich um ein Mittel über das ganze
Jahr handelt.

Hallo Günther,

da hast du falsch gelesen: der Energieeintrag pro Jahr ist ein Mittelwert, die Einstrahlungen dagegen Maximalwerte. Also schlag nicht gleich um dich, der Fehler liegt ausschliesslich bei dir (oder ist gerade das der Grund für deine Reaktion?).

Gruss Reinhard

#10

die sonne scheint nicht den ganzen Tag, oft nicht mal 12 h…

#11

Hallo,

danke für die Antworten. Eigentlich wolllte ich nur herausfinden, welcher Bestrahlungszeit in Mitteleuropa es entspricht, wenn mit einem Lichtgerät mit Licht nach CIE D65, 790W/m^2, ein Gegenstand 24h lang bestrahlt wird. Die Suche nach Zahlen im Internet und die Rechnung mit denselben führten eher zu Verwirrungen als zu Lösungen. Die anfangs scherzhaften Antworten hier im Forum trafen mich zum falschen Zeitpunkt. Ich bitte, meine Reaktion zu entschuldigen.
Die Rechnung für Bolivien oder Australien werde ich nun sicher selber hinbekommen.

Gruß
Günther